JPH0523403B2 - - Google Patents
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- JPH0523403B2 JPH0523403B2 JP59137020A JP13702084A JPH0523403B2 JP H0523403 B2 JPH0523403 B2 JP H0523403B2 JP 59137020 A JP59137020 A JP 59137020A JP 13702084 A JP13702084 A JP 13702084A JP H0523403 B2 JPH0523403 B2 JP H0523403B2
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- Japan
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- imaging lens
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- pupil
- imaging
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- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 67
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 38
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 27
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
- G02B7/343—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane using light beam separating prisms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカメラ等の焦点検出装置に関し、特に
カメラの結像レンズの瞳を複数の領域に分割し、
各領域を通過する光束により複数の第２次物体像
を形成し、これらの第２次物体像の相対的な位置
関係により結像レンズの焦点位置を検出する焦点
検出装置に関するものである。
カメラの結像レンズの瞳を複数の領域に分割し、
各領域を通過する光束により複数の第２次物体像
を形成し、これらの第２次物体像の相対的な位置
関係により結像レンズの焦点位置を検出する焦点
検出装置に関するものである。
従来より特開昭52−95221に開示されている如
く結像レンズの像面側に再結像系を配置し結像レ
ンズの瞳を複数に分割し、これらの瞳領域からの
光束を用いて結像レンズによつて形成された第１
次物体像から複数の第２次物体像を形成し、これ
ら複数の第２次物体像の相対的位置関係を検出す
ることにより結像レンズの焦点状態を検出する再
結像系を用いた焦点検出装置が種々提案されてい
る。第１図は従来の再結像系を用いた焦点検出装
置の光学系の概略図である。
く結像レンズの像面側に再結像系を配置し結像レ
ンズの瞳を複数に分割し、これらの瞳領域からの
光束を用いて結像レンズによつて形成された第１
次物体像から複数の第２次物体像を形成し、これ
ら複数の第２次物体像の相対的位置関係を検出す
ることにより結像レンズの焦点状態を検出する再
結像系を用いた焦点検出装置が種々提案されてい
る。第１図は従来の再結像系を用いた焦点検出装
置の光学系の概略図である。
同図において１は結像レンズ、２は結像レンズ
１の予定結像面近傍に配置した視野マスク、４は
傾角が相互に逆向きの２つのプリズム４−１，４
−２より成る瞳分割プリズム、４′は瞳分割マス
ク、５は瞳分割マスク４′を瞳とする再結像レン
ズ、６は結像レンズ１の予定結像面近傍にあつて
再結像レンズ５の瞳を結像レンズ１の瞳近傍に結
像させるフイールドレンズであり、瞳分割プリズ
ム４、瞳分割マスク４′、再結像レンズ５そして
フイールドレンズ６より再結像系を構成してい
る。
１の予定結像面近傍に配置した視野マスク、４は
傾角が相互に逆向きの２つのプリズム４−１，４
−２より成る瞳分割プリズム、４′は瞳分割マス
ク、５は瞳分割マスク４′を瞳とする再結像レン
ズ、６は結像レンズ１の予定結像面近傍にあつて
再結像レンズ５の瞳を結像レンズ１の瞳近傍に結
像させるフイールドレンズであり、瞳分割プリズ
ム４、瞳分割マスク４′、再結像レンズ５そして
フイールドレンズ６より再結像系を構成してい
る。
７は２つのプリズム４−１，４−２に対応して
再結像系の像面付近に配置された２系列の光電変
換素子列７−１，７−２を有する光電変換手段で
ある。
再結像系の像面付近に配置された２系列の光電変
換素子列７−１，７−２を有する光電変換手段で
ある。
第１図において結像レンズ１の瞳は再結像系に
より瞳領域８−１，８−２の２つに分割されてい
る。この瞳領域８−１を通過した光束は視野マス
ク２の近傍に第１次物体像を形成し、その後フイ
ールドレンズ６、プリズム４−１を経て再結像レ
ンズ５により光電変換素子列７−１付近に第２次
物性像を形成する。結像レンズ１の瞳領域８−２
を通過した光束も同様に視野マスク２の近傍に第
１次物性像を形成し、その後フイールドレンズ
６、プリズム４−２を経て再結像レンズ５により
光電変換素子列７−２付近に第２次物体像を形成
する。２つの第２次物性像の相対的位置は結像レ
ンズ１の焦点状態により異なる為、この２つの第
２次物体像の相対的位置を検出することにより結
像レンズ１の焦点状態を検出している。
より瞳領域８−１，８−２の２つに分割されてい
る。この瞳領域８−１を通過した光束は視野マス
ク２の近傍に第１次物体像を形成し、その後フイ
ールドレンズ６、プリズム４−１を経て再結像レ
ンズ５により光電変換素子列７−１付近に第２次
物性像を形成する。結像レンズ１の瞳領域８−２
を通過した光束も同様に視野マスク２の近傍に第
１次物性像を形成し、その後フイールドレンズ
６、プリズム４−２を経て再結像レンズ５により
光電変換素子列７−２付近に第２次物体像を形成
する。２つの第２次物性像の相対的位置は結像レ
ンズ１の焦点状態により異なる為、この２つの第
２次物体像の相対的位置を検出することにより結
像レンズ１の焦点状態を検出している。
例えば結像レンズ１の結像面が予定結像面上に
あれば２つの第２次物体像の相対的位置は一致す
るが結像レンズ１の結像面が予定結像面の前方に
ある前ピン状態では２つの第２次物性像が一致し
た基準位置に対して各々矢印９方向に相対的に移
動する。逆に結像レンズの結像面が予定結像面の
後方にある後ピン状態では前述と逆になる。
あれば２つの第２次物体像の相対的位置は一致す
るが結像レンズ１の結像面が予定結像面の前方に
ある前ピン状態では２つの第２次物性像が一致し
た基準位置に対して各々矢印９方向に相対的に移
動する。逆に結像レンズの結像面が予定結像面の
後方にある後ピン状態では前述と逆になる。
第１図に示す焦点検出装置において瞳分割プリ
ズム４は結像レンズ１の瞳を分割する為に重要な
役割を果たしているが、逆に瞳分割プリズム４は
プリズム作用により第２次物性像に特異な歪みを
生じさせている。
ズム４は結像レンズ１の瞳を分割する為に重要な
役割を果たしているが、逆に瞳分割プリズム４は
プリズム作用により第２次物性像に特異な歪みを
生じさせている。
例えば第２図に示す正方形の格子模様１２をプ
リズム１３を介して見たときは第３図に示す理想
像１１に対して実際は像１１′の如く歪んで観察
される。これは再結像レンズ５の諸収差が少ない
と第２次物性像にもこの歪がそのまま反映され
る。
リズム１３を介して見たときは第３図に示す理想
像１１に対して実際は像１１′の如く歪んで観察
される。これは再結像レンズ５の諸収差が少ない
と第２次物性像にもこの歪がそのまま反映され
る。
例えば第１図に示す焦点検出装置において光電
変換素子列７−１，７−２面上での視野マスク２
の開口の像を像面側から見ると第４図の如くにな
る。すなわち同図に示す如く視野マスク２の開口
の像１４−１，１４−２はプリズム４−１，４−
２によつて歪みを生じ弓形状となる。この歪は焦
点検出精度を低下させる原因となる。
変換素子列７−１，７−２面上での視野マスク２
の開口の像を像面側から見ると第４図の如くにな
る。すなわち同図に示す如く視野マスク２の開口
の像１４−１，１４−２はプリズム４−１，４−
２によつて歪みを生じ弓形状となる。この歪は焦
点検出精度を低下させる原因となる。
例えば第５図に示すように被写体が明暗のエツ
ジパターンを有し、その明暗の境界が光電変換素
子列７−１，７−２方向に傾いておりこの被写体
に対して結像レンズ１が合焦状態にあり、しかも
第２次物性像が光電変換素子列７−１，７−２の
周辺に結像しているとする。同図に示す１５，１
６はエツジパターンの第２次物性像の明部と暗部
である。
ジパターンを有し、その明暗の境界が光電変換素
子列７−１，７−２方向に傾いておりこの被写体
に対して結像レンズ１が合焦状態にあり、しかも
第２次物性像が光電変換素子列７−１，７−２の
周辺に結像しているとする。同図に示す１５，１
６はエツジパターンの第２次物性像の明部と暗部
である。
結像レンズ１が合焦状態にあるので２つの第２
次物体像は歪んだ視野マスク２の開口の像１４−
１，１４−２に対してほぼ同一位置に形成し、２
つの第２次物体像の明暗の境界線は同視野マスク
２の開口の像１４−１，１４−２をよぎる位置１
７，１８に一致している。
次物体像は歪んだ視野マスク２の開口の像１４−
１，１４−２に対してほぼ同一位置に形成し、２
つの第２次物体像の明暗の境界線は同視野マスク
２の開口の像１４−１，１４−２をよぎる位置１
７，１８に一致している。
しかしながら光電変換素子列７−１，７−２と
明暗の境界線がよぎる位置は同図の上像の場合は
位置１９，２０となり下像の場合は位置１９′，
２０′となる為２つの第２次物体像は左右で各々
距離ｄ，d′だけずれてしまう。
明暗の境界線がよぎる位置は同図の上像の場合は
位置１９，２０となり下像の場合は位置１９′，
２０′となる為２つの第２次物体像は左右で各々
距離ｄ，d′だけずれてしまう。
この為光電変換素子列７−１，７−２からの信
号は２つの第２次物性像の相対的位置がずれてた
状態で出力され、この結果結像レンズ１が合焦状
態であるにもかかわらず非合焦状態であると判断
してしまう。
号は２つの第２次物性像の相対的位置がずれてた
状態で出力され、この結果結像レンズ１が合焦状
態であるにもかかわらず非合焦状態であると判断
してしまう。
このような誤動作は被写体が斜めに傾いたエツ
ジパターンの場合に限らず一般的に光電変換素子
列方向に垂直な方向に明暗分布のある被写体の場
合でも同様である。
ジパターンの場合に限らず一般的に光電変換素子
列方向に垂直な方向に明暗分布のある被写体の場
合でも同様である。
本発明は瞳分割手段を有した再結像系を用いた
焦点検出装置において瞳分割手段による第２次物
性像の歪を補正し高精度の焦点検出を行うことの
できる焦点検出装置の提供を目的とする。
焦点検出装置において瞳分割手段による第２次物
性像の歪を補正し高精度の焦点検出を行うことの
できる焦点検出装置の提供を目的とする。
特に本発明は瞳分割手段にプリズムを用いたと
きに有効な焦点検出装置の提供を目的とする。
きに有効な焦点検出装置の提供を目的とする。
本発明の目的を達成する為の焦点検出装置の主
たる特徴は、結像レンズの像面側に前記結像レン
ズの瞳を複数の領域に分割する瞳分割手段を有し
た再結像系を配置し、前記再結像系により前記結
像レンズの複数に分割された瞳領域を通過する光
束から複数の第２次物体像を形成し、前記再結像
系に像面近傍に配置した光電変換手段により前記
複数の第２次物体像相対的位置を検出し前記結像
レンズの焦点位置を検出する焦点検出手段におい
て、前記結像レンズの予定結像面近傍に視野マス
クを配置し、視野マスク開口と前記再結像系によ
る前記視野マスクの開口の像とが相似の形状とな
らない系のときに、前記視野マスクの開口の像と
相似状の開口を有する遮光マスクを前記光電変換
手段の前方に配置し、前記遮光マスクの開口は前
記光電変換手段に含まれる大きさとしたことであ
る。
たる特徴は、結像レンズの像面側に前記結像レン
ズの瞳を複数の領域に分割する瞳分割手段を有し
た再結像系を配置し、前記再結像系により前記結
像レンズの複数に分割された瞳領域を通過する光
束から複数の第２次物体像を形成し、前記再結像
系に像面近傍に配置した光電変換手段により前記
複数の第２次物体像相対的位置を検出し前記結像
レンズの焦点位置を検出する焦点検出手段におい
て、前記結像レンズの予定結像面近傍に視野マス
クを配置し、視野マスク開口と前記再結像系によ
る前記視野マスクの開口の像とが相似の形状とな
らない系のときに、前記視野マスクの開口の像と
相似状の開口を有する遮光マスクを前記光電変換
手段の前方に配置し、前記遮光マスクの開口は前
記光電変換手段に含まれる大きさとしたことであ
る。
特に本発明においては、前記瞳分解手段を偏向
角の異なる複数のプリズムより構成し、前記遮光
マスクを前記プリズムと同数の開口を持つ様に構
成したことである。
角の異なる複数のプリズムより構成し、前記遮光
マスクを前記プリズムと同数の開口を持つ様に構
成したことである。
このように本発明は光電変換手段の前方に再結
像系による視野マスク２の開口の像の形状に対応
した開口を有する遮光マスクを配置することによ
り瞳分割プリズムにより生じる第２次物体像の歪
を補正し高精度の焦点検出装置を達成している。
像系による視野マスク２の開口の像の形状に対応
した開口を有する遮光マスクを配置することによ
り瞳分割プリズムにより生じる第２次物体像の歪
を補正し高精度の焦点検出装置を達成している。
次に本発明の一実施例の光学系の概略図を第６
図に示す。
図に示す。
同図において第１図と同一部材には同じ番号を
付してある。
付してある。
２１は瞳分割プリズム４で生じた第２次物体像
の歪を補正する為に光電変換素子列７−１，７−
２の前方に配置した遮光マスクである。但し開口
は省略してある。
の歪を補正する為に光電変換素子列７−１，７−
２の前方に配置した遮光マスクである。但し開口
は省略してある。
第７図に第６図の遮光マスク２１、光電変換素
子列７−１，７−２、視野マスク２の開口の像１
４−１，１４−２の関係を第５図と同様に結像レ
ンズが合焦している場合について示す。
子列７−１，７−２、視野マスク２の開口の像１
４−１，１４−２の関係を第５図と同様に結像レ
ンズが合焦している場合について示す。
同図において２１−１，２１−２は各々遮光マ
スク２１に設けた内部が透過型の弓形の開口であ
る。同図に示す開口２１−１，２１−２は弓形に
歪んでおり視野マスク２の開口の像１４−１，１
４−２に対応している。視野マスク２の開口の像
１４−１，１４−２の内部に位置する大きさの開
口形状で構成されている。
スク２１に設けた内部が透過型の弓形の開口であ
る。同図に示す開口２１−１，２１−２は弓形に
歪んでおり視野マスク２の開口の像１４−１，１
４−２に対応している。視野マスク２の開口の像
１４−１，１４−２の内部に位置する大きさの開
口形状で構成されている。
同図において視野マスク２の開口の像１４−
１，１４−２のエツジパターンが光電変換素子列
７−１，７−２で受光される部分はマスク２１−
１，２１−２の内側を通過する光束となる。この
位置は同図に示す如く位置２２，２３となり上像
１４−１と下像１４−２が一致している。
１，１４−２のエツジパターンが光電変換素子列
７−１，７−２で受光される部分はマスク２１−
１，２１−２の内側を通過する光束となる。この
位置は同図に示す如く位置２２，２３となり上像
１４−１と下像１４−２が一致している。
従つて同図において結像レンズは合焦状態にあ
ると判断される。これは被写体が光電変換素子列
と垂直方向に輝度分布を有している場合も同様で
ある。
ると判断される。これは被写体が光電変換素子列
と垂直方向に輝度分布を有している場合も同様で
ある。
次に本実施例の遮光マスク２１を光電変換素子
列７−１，７−２の前方に配置しない場合は前述
の如く光電変換素子列７−１，７−２で受光され
る部分は例えば右方の像位置についてみると上像
１４−１では位置２４、下像１４−２では位置２
５となり両者の一致しなくなる。
列７−１，７−２の前方に配置しない場合は前述
の如く光電変換素子列７−１，７−２で受光され
る部分は例えば右方の像位置についてみると上像
１４−１では位置２４、下像１４−２では位置２
５となり両者の一致しなくなる。
この為結像レンズが合焦状態であるにもかかわ
らず非合焦と判断してしまう。このように本実施
例では遮光マスク２１を用いているので瞳分割手
段による視野マスク２の開口の像１４−１，１４
−２の歪の影響を除去して焦点検出の誤動作を防
止している。
らず非合焦と判断してしまう。このように本実施
例では遮光マスク２１を用いているので瞳分割手
段による視野マスク２の開口の像１４−１，１４
−２の歪の影響を除去して焦点検出の誤動作を防
止している。
尚本実施例において遮光マスク２１の開口２１
−１，２１−２は光電変換素子列７−１，７−２
内に含まれればどのような大きさであつても良
い。又遮光マスクは光電変換手段に密着しても又
は僅かの空間を隔てて構成しても良い。
−１，２１−２は光電変換素子列７−１，７−２
内に含まれればどのような大きさであつても良
い。又遮光マスクは光電変換手段に密着しても又
は僅かの空間を隔てて構成しても良い。
前述の実施例では結像レンズの瞳を２つに分割
した場合を示したが瞳分割プリズムを更に追加し
て瞳を２つ以上に分割すると共に光電変換素子列
も２つ以上配置し、例えば結像レンズの明るさ
（Ｆナンバー）に応じて瞳を通過する光束を選択
して用いれば更に高精度を焦点検出が可能とな
る。
した場合を示したが瞳分割プリズムを更に追加し
て瞳を２つ以上に分割すると共に光電変換素子列
も２つ以上配置し、例えば結像レンズの明るさ
（Ｆナンバー）に応じて瞳を通過する光束を選択
して用いれば更に高精度を焦点検出が可能とな
る。
以上のように本発明によれば瞳分割手段による
第２次物体像の歪の影響を除去した高精度の焦点
検出装置を達成することができる。
第２次物体像の歪の影響を除去した高精度の焦点
検出装置を達成することができる。
第１図は従来の再結像系を用いた焦点検出装置
の光学系の概略図、第２図、第３図はプリズムに
よる物体像の歪の説明図、第４図、第５図は第１
図に示す焦点検出装置による第２次物体像の歪に
よる誤動作の説明図、第６図は本発明の焦点検出
装置の光学系の概略図、第７図は遮光マスクを用
いた本発明の焦点検出の際の説明図である。 図中１は結像レンズ、２は視野マスク、４は瞳
分割プリズム、５は再結像レンズ、６はフイール
ドレンズ、７は光電変換手段、２１は遮光マスク
である。
の光学系の概略図、第２図、第３図はプリズムに
よる物体像の歪の説明図、第４図、第５図は第１
図に示す焦点検出装置による第２次物体像の歪に
よる誤動作の説明図、第６図は本発明の焦点検出
装置の光学系の概略図、第７図は遮光マスクを用
いた本発明の焦点検出の際の説明図である。 図中１は結像レンズ、２は視野マスク、４は瞳
分割プリズム、５は再結像レンズ、６はフイール
ドレンズ、７は光電変換手段、２１は遮光マスク
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 結像レンズの像面側に前記結像レンズの瞳を
複数の領域に分割する瞳分割手段を有した再結像
系を配置し、前記再結像系により前記結像レンズ
の複数に分割された瞳領域を通過する光束から複
数の第２次物体像を形成し、前記再結像系に像面
近傍に配置した光電変換手段により前記複数の第
２次物体像の相対的位置を検出し前記結像レンズ
の焦点位置を検出する焦点検出手段において、前
記結像レンズの予定結像面近傍に視野マスクを配
置し、視野マスクの開口と前記再結像系による前
記視野マスクの開口の像とが相似の形状とならな
い系のときに、前記視野マスクの開口の像と相似
状の開口を有する遮光マスクを前記光電変換手段
の前方に配置し、前記遮光マスクの開口は前記光
電変換手段に含まれる大きさとしたことを特徴と
する焦点検出装置。 ２ 前記瞳分解手段を偏向角の異なる複数のプリ
ズムより構成し、前記遮光マスクを前記プリズム
と同数の開口を持つ様に構成したことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の焦点検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137020A JPS6115112A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 焦点検出装置 |
| US06/749,383 US4698492A (en) | 1984-07-02 | 1985-06-27 | Focus detector system with a distortion compensation mask |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137020A JPS6115112A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6115112A JPS6115112A (ja) | 1986-01-23 |
| JPH0523403B2 true JPH0523403B2 (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=15188954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137020A Granted JPS6115112A (ja) | 1984-07-02 | 1984-07-02 | 焦点検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4698492A (ja) |
| JP (1) | JPS6115112A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12406390B2 (en) | 2021-11-04 | 2025-09-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Information processing device, information processing system, information processing method, and recording medium |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4959677A (en) * | 1986-10-01 | 1990-09-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Device for detecting the focus adjusted state of an objecting lens |
| JP2514339B2 (ja) * | 1986-11-18 | 1996-07-10 | 旭光学工業株式会社 | 焦点検出装置の光学系 |
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Also Published As
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|---|---|
| JPS6115112A (ja) | 1986-01-23 |
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